/*   Intel SHA extensions using C intrinsics               */
/*   Written and place in public domain by Jeffrey Walton  */
/*   Based on code from Intel, and by Sean Gulley for      */
/*   the miTLS project.                                    */

// A drop in replacement for the function of the same name in sph_sha2.c.

#if defined(__SHA__)

#include "simd-utils.h"

static void sha2_round( const uint8_t input[], uint32_t state[8] )
{
    __m128i STATE0, STATE1;
    __m128i MSG, TMP, MASK;
    __m128i TMSG0, TMSG1, TMSG2, TMSG3;
    __m128i ABEF_SAVE, CDGH_SAVE;

    // Load initial values
    TMP = _mm_load_si128((__m128i*) &state[0]);
    STATE1 = _mm_load_si128((__m128i*) &state[4]);
    MASK = _mm_set_epi64x(0x0c0d0e0f08090a0bULL, 0x0405060700010203ULL);

    TMP = _mm_shuffle_epi32(TMP, 0xB1); // CDAB
    STATE1 = _mm_shuffle_epi32(STATE1, 0x1B); // EFGH
    STATE0 = _mm_alignr_epi8(TMP, STATE1, 8); // ABEF
    STATE1 = _mm_blend_epi16(STATE1, TMP, 0xF0); // CDGH

    // Save current hash
    ABEF_SAVE = STATE0;
    CDGH_SAVE = STATE1;

    // Rounds 0-3
    MSG = _mm_load_si128((const __m128i*) (input+0));
    TMSG0 = _mm_shuffle_epi8(MSG, MASK);
    MSG = _mm_add_epi32(TMSG0, _mm_set_epi64x(0xE9B5DBA5B5C0FBCFULL, 0x71374491428A2F98ULL));
    STATE1 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE1, STATE0, MSG);
    MSG = _mm_shuffle_epi32(MSG, 0x0E);
    STATE0 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE0, STATE1, MSG);

    // Rounds 4-7
    TMSG1 = _mm_load_si128((const __m128i*) (input+16));
    TMSG1 = _mm_shuffle_epi8(TMSG1, MASK);
    MSG = _mm_add_epi32(TMSG1, _mm_set_epi64x(0xAB1C5ED5923F82A4ULL, 0x59F111F13956C25BULL));
    STATE1 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE1, STATE0, MSG);
    MSG = _mm_shuffle_epi32(MSG, 0x0E);
    STATE0 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE0, STATE1, MSG);
    TMSG0 = _mm_sha256msg1_epu32(TMSG0, TMSG1);

    // Rounds 8-11
    TMSG2 = _mm_load_si128((const __m128i*) (input+32));
    TMSG2 = _mm_shuffle_epi8(TMSG2, MASK);
    MSG = _mm_add_epi32(TMSG2, _mm_set_epi64x(0x550C7DC3243185BEULL, 0x12835B01D807AA98ULL));
    STATE1 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE1, STATE0, MSG);
    MSG = _mm_shuffle_epi32(MSG, 0x0E);
    STATE0 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE0, STATE1, MSG);
    TMSG1 = _mm_sha256msg1_epu32(TMSG1, TMSG2);

    // Rounds 12-15
    TMSG3 = _mm_load_si128((const __m128i*) (input+48));
    TMSG3 = _mm_shuffle_epi8(TMSG3, MASK);
    MSG = _mm_add_epi32(TMSG3, _mm_set_epi64x(0xC19BF1749BDC06A7ULL, 0x80DEB1FE72BE5D74ULL));
    STATE1 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE1, STATE0, MSG);
    TMP = _mm_alignr_epi8(TMSG3, TMSG2, 4);
    TMSG0 = _mm_add_epi32(TMSG0, TMP);
    TMSG0 = _mm_sha256msg2_epu32(TMSG0, TMSG3);
    MSG = _mm_shuffle_epi32(MSG, 0x0E);
    STATE0 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE0, STATE1, MSG);
    TMSG2 = _mm_sha256msg1_epu32(TMSG2, TMSG3);

    // Rounds 16-19
    MSG = _mm_add_epi32(TMSG0, _mm_set_epi64x(0x240CA1CC0FC19DC6ULL, 0xEFBE4786E49B69C1ULL));
    STATE1 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE1, STATE0, MSG);
    TMP = _mm_alignr_epi8(TMSG0, TMSG3, 4);
    TMSG1 = _mm_add_epi32(TMSG1, TMP);
    TMSG1 = _mm_sha256msg2_epu32(TMSG1, TMSG0);
    MSG = _mm_shuffle_epi32(MSG, 0x0E);
    STATE0 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE0, STATE1, MSG);
    TMSG3 = _mm_sha256msg1_epu32(TMSG3, TMSG0);

    // Rounds 20-23
    MSG = _mm_add_epi32(TMSG1, _mm_set_epi64x(0x76F988DA5CB0A9DCULL, 0x4A7484AA2DE92C6FULL));
    STATE1 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE1, STATE0, MSG);
    TMP = _mm_alignr_epi8(TMSG1, TMSG0, 4);
    TMSG2 = _mm_add_epi32(TMSG2, TMP);
    TMSG2 = _mm_sha256msg2_epu32(TMSG2, TMSG1);
    MSG = _mm_shuffle_epi32(MSG, 0x0E);
    STATE0 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE0, STATE1, MSG);
    TMSG0 = _mm_sha256msg1_epu32(TMSG0, TMSG1);

    // Rounds 24-27
    MSG = _mm_add_epi32(TMSG2, _mm_set_epi64x(0xBF597FC7B00327C8ULL, 0xA831C66D983E5152ULL));
    STATE1 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE1, STATE0, MSG);
    TMP = _mm_alignr_epi8(TMSG2, TMSG1, 4);
    TMSG3 = _mm_add_epi32(TMSG3, TMP);
    TMSG3 = _mm_sha256msg2_epu32(TMSG3, TMSG2);
    MSG = _mm_shuffle_epi32(MSG, 0x0E);
    STATE0 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE0, STATE1, MSG);
    TMSG1 = _mm_sha256msg1_epu32(TMSG1, TMSG2);

    // Rounds 28-31
    MSG = _mm_add_epi32(TMSG3, _mm_set_epi64x(0x1429296706CA6351ULL,  0xD5A79147C6E00BF3ULL));
    STATE1 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE1, STATE0, MSG);
    TMP = _mm_alignr_epi8(TMSG3, TMSG2, 4);
    TMSG0 = _mm_add_epi32(TMSG0, TMP);
    TMSG0 = _mm_sha256msg2_epu32(TMSG0, TMSG3);
    MSG = _mm_shuffle_epi32(MSG, 0x0E);
    STATE0 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE0, STATE1, MSG);
    TMSG2 = _mm_sha256msg1_epu32(TMSG2, TMSG3);

    // Rounds 32-35
    MSG = _mm_add_epi32(TMSG0, _mm_set_epi64x(0x53380D134D2C6DFCULL, 0x2E1B213827B70A85ULL));
    STATE1 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE1, STATE0, MSG);
    TMP = _mm_alignr_epi8(TMSG0, TMSG3, 4);
    TMSG1 = _mm_add_epi32(TMSG1, TMP);
    TMSG1 = _mm_sha256msg2_epu32(TMSG1, TMSG0);
    MSG = _mm_shuffle_epi32(MSG, 0x0E);
    STATE0 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE0, STATE1, MSG);
    TMSG3 = _mm_sha256msg1_epu32(TMSG3, TMSG0);

    // Rounds 36-39
    MSG = _mm_add_epi32(TMSG1, _mm_set_epi64x(0x92722C8581C2C92EULL, 0x766A0ABB650A7354ULL));
    STATE1 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE1, STATE0, MSG);
    TMP = _mm_alignr_epi8(TMSG1, TMSG0, 4);
    TMSG2 = _mm_add_epi32(TMSG2, TMP);
    TMSG2 = _mm_sha256msg2_epu32(TMSG2, TMSG1);
    MSG = _mm_shuffle_epi32(MSG, 0x0E);
    STATE0 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE0, STATE1, MSG);
    TMSG0 = _mm_sha256msg1_epu32(TMSG0, TMSG1);

    // Rounds 40-43
    MSG = _mm_add_epi32(TMSG2, _mm_set_epi64x(0xC76C51A3C24B8B70ULL, 0xA81A664BA2BFE8A1ULL));
    STATE1 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE1, STATE0, MSG);
    TMP = _mm_alignr_epi8(TMSG2, TMSG1, 4);
    TMSG3 = _mm_add_epi32(TMSG3, TMP);
    TMSG3 = _mm_sha256msg2_epu32(TMSG3, TMSG2);
    MSG = _mm_shuffle_epi32(MSG, 0x0E);
    STATE0 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE0, STATE1, MSG);
    TMSG1 = _mm_sha256msg1_epu32(TMSG1, TMSG2);

    // Rounds 44-47
    MSG = _mm_add_epi32(TMSG3, _mm_set_epi64x(0x106AA070F40E3585ULL, 0xD6990624D192E819ULL));
    STATE1 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE1, STATE0, MSG);
    TMP = _mm_alignr_epi8(TMSG3, TMSG2, 4);
    TMSG0 = _mm_add_epi32(TMSG0, TMP);
    TMSG0 = _mm_sha256msg2_epu32(TMSG0, TMSG3);
    MSG = _mm_shuffle_epi32(MSG, 0x0E);
    STATE0 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE0, STATE1, MSG);
    TMSG2 = _mm_sha256msg1_epu32(TMSG2, TMSG3);

    // Rounds 48-51
    MSG = _mm_add_epi32(TMSG0, _mm_set_epi64x(0x34B0BCB52748774CULL, 0x1E376C0819A4C116ULL));
    STATE1 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE1, STATE0, MSG);
    TMP = _mm_alignr_epi8(TMSG0, TMSG3, 4);
    TMSG1 = _mm_add_epi32(TMSG1, TMP);
    TMSG1 = _mm_sha256msg2_epu32(TMSG1, TMSG0);
    MSG = _mm_shuffle_epi32(MSG, 0x0E);
    STATE0 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE0, STATE1, MSG);
    TMSG3 = _mm_sha256msg1_epu32(TMSG3, TMSG0);

    // Rounds 52-55
    MSG = _mm_add_epi32(TMSG1, _mm_set_epi64x(0x682E6FF35B9CCA4FULL, 0x4ED8AA4A391C0CB3ULL));
    STATE1 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE1, STATE0, MSG);
    TMP = _mm_alignr_epi8(TMSG1, TMSG0, 4);
    TMSG2 = _mm_add_epi32(TMSG2, TMP);
    TMSG2 = _mm_sha256msg2_epu32(TMSG2, TMSG1);
    MSG = _mm_shuffle_epi32(MSG, 0x0E);
    STATE0 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE0, STATE1, MSG);

    // Rounds 56-59
    MSG = _mm_add_epi32(TMSG2, _mm_set_epi64x(0x8CC7020884C87814ULL, 0x78A5636F748F82EEULL));
    STATE1 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE1, STATE0, MSG);
    TMP = _mm_alignr_epi8(TMSG2, TMSG1, 4);
    TMSG3 = _mm_add_epi32(TMSG3, TMP);
    TMSG3 = _mm_sha256msg2_epu32(TMSG3, TMSG2);
    MSG = _mm_shuffle_epi32(MSG, 0x0E);
    STATE0 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE0, STATE1, MSG);

    // Rounds 60-63
    MSG = _mm_add_epi32(TMSG3, _mm_set_epi64x(0xC67178F2BEF9A3F7ULL, 0xA4506CEB90BEFFFAULL));
    STATE1 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE1, STATE0, MSG);
    MSG = _mm_shuffle_epi32(MSG, 0x0E);
    STATE0 = _mm_sha256rnds2_epu32(STATE0, STATE1, MSG);

    // Add values back to state
    STATE0 = _mm_add_epi32(STATE0, ABEF_SAVE);
    STATE1 = _mm_add_epi32(STATE1, CDGH_SAVE);

    TMP = _mm_shuffle_epi32(STATE0, 0x1B); // FEBA
    STATE1 = _mm_shuffle_epi32(STATE1, 0xB1); // DCHG
    STATE0 = _mm_blend_epi16(TMP, STATE1, 0xF0); // DCBA
    STATE1 = _mm_alignr_epi8(STATE1, TMP, 8); // ABEF

    // Save state
    _mm_store_si128((__m128i*) &state[0], STATE0);
    _mm_store_si128((__m128i*) &state[4], STATE1);
}


#endif
